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全球電巴電池組 退役規範與回收處理

TBAA臺灣電池聯盟創新人陳勇全產業專欄
陳勇全,產業顧問、電池工作者,致力于推廣電動賽車與STEAM教育。現任合春國際(股)董事長、浩永國際(股)執行長,曾擔任耐能電池(股)副總經理、高頻企業(股)技術經理、美國Leviton Manufacturing Company策略技術部突波保護材料開發計畫主持人和專案經理。東海化工畢業、美國南加大材料科學碩士和工程師學位,台灣先進電動載具協會創會理事長、美國慈濟分會志工。圖 / 陳勇全

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因應2030年市區公車全面電動化的政策目標,台灣電動巴士(電巴)產業正在快速擴張,至今已有成運汽車、華德動能、創奕能源、鴻華先進及總盈汽車等5家業者,開發出6款低地板電巴並取得政府補助。

根據環境部與工研院預估,隨著電巴和其它電動車的普及,10年後汰換下來的鋰電池數量將從目前約1,000噸暴增至30,000噸。若未建立有效回收機制,將導致國內稀缺的金屬,包括鋰、鈷和鎳等外流,甚至會有造成環境污染風險。

因此,政府已透過《臺灣2050 淨零轉型「運具電動化及無碳化」關鍵戰略行動計畫》,強調電池資源循環與零廢棄;環境部並於2024年起,將含電芯1公斤以上的鋰電池組,納入應回收範圍並協助業者建構閉環供應鏈。

處鋰科技董事長陳文賢認為,台灣雖有鋰電池組的再利用技術,也有能力評估退役電池的安全性與健康度,卻難商業化推廣的主要原因,卡在供應鏈碎片化、電池資訊不透明與市場規模太小。

因為鋰電池來自不同的電動車廠商或儲能系統業者,各家的鋰電池組設計都不同,不管是拆解或篩選都很麻煩。其中,有些大廠雖建立自己的回收體系,但國內市場的退役電池數量太少,缺乏穩定的來源供應,目前為止仍無法支撐整個回收體系的營運成本。

我認為鋰三元和鋰鐵應各有截然不同的電池回收策略。鋰三元因安全性和高原料價值考量,應以直接回收和原料提煉為主;鋰鐵電池則因全壽期長且原料價值不高,退役後可先採降階利用。

02

這幾年,媒體曾報導國內發生過多起電巴起火燃燒事件,但就我所知,目前還沒有鋰電池退役的任何法律規範。我認為電巴用鋰電池組跟公共安全息息相關,應透過協會和媒體共同呼籲政府給予必要的重視。目前,國內五家電巴業者,各有不同動力電池組,除成運汽車採用東芝的鋰鈦氧電池,其他電巴業者基本上都用鋰鐵電池,且都有長期監控的資料,很適合退役後降階利用。

台灣需要建立電池退役的規範,因為這跟電巴行駛的安全性與妥善率息息相關。所以今年我準備結合大學與協會,推廣電巴用鋰鐵電池退役的條件與評估方式。基本上會包括:1. 電池健康度、2. 電池內阻值、3. 電池一致性與4. 電池外觀這4大部分。

許多人會認為電巴電池的安全議題,關鍵只在客運業者需採用高安全性、長續航力、長壽命、高低溫適用性佳、高性價比的電池系統,再輔以好的主被動管理控制軟體系統、消防安全系統並加上良好的電池保養維護作業制度等。

我認為,這只說對一半。因為電巴在出廠時,電池組本就應符合上述所說的這些安全和性能要求。重點在客運業者,在電巴廠提供的保固期後仍會持續使用。究竟在何種條件下需將電池組退役,目前並沒有強制規範。

客運業者既然不會主動更換電巴用電池組,那麼,交通部就應像汽車一樣,在電巴出廠5年後開始,每年檢驗一次電池組的健康度;10年後每年檢驗2次才是。至於,採用何種檢驗方式與安全規範等議題則可再討論。

根據台灣鋰電池資源產業協會顧問張益裕提供的資訊指出,環境部目前只規範電巴廠商需要申報和繳交回收處理費,但對電池在退役後與回收處理前的階段,還有降階利用的可能性與價值目前仍被忽略,這部分也需進一步討論並加以規範。

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交通部和環境部因應政府推動2030市區公車全面電動化,對電巴營運補助時,已要求建立電池監控系統,並將相關數據即時回傳至監控平台。因此,我認為要制訂退役條件時,可以結合電巴廠商與客運業者共同討論並建立規範以強制電池退役條件與回收處理做法。

客運業者若因電池老化導致車輛拋錨或起火燃燒,將會影響《公共運輸法》下的安全責任評估;何況熱失控的結果有可能導致乘客人身安全與財物損失,政府單位需做詳細規範,加上每年要求電巴檢驗,以避免類此情況發生。

我們可以參考全球目前在電巴用電池組的相關退役規範,包括中國、歐盟、美國和日本這些主要發展國家。其中,中國對動力電池退役的管理主要依據「生產者責任延伸制度」,以「溯源管理+梯次利用優先+再生利用」為核心路徑。2018年,中國推出並施行《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,明確規範汽車生產企業包含電巴製造商,要對動力電池的回收負起首要責任,要求電池設計時必須採用易拆解、易回收的結構,同時必須公開拆解資訊。

電巴所使用的鋰鐵電池與一般電動小客車相比,其營運強度更高且載重需求更大,因此,退役標準通常應更嚴格且具備法律規範。對業者來說,最簡單的條件是容量衰減至無法保障正常行駛。因此,電巴通常是以容量衰減至70~80%為重要參考點,但具體仍應由電巴商與營運單位協商後判定。

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在歐盟,電巴動力電池歸在電動車電池的退役規範中,主要由Regulation (EU) 2023/1542(EU Battery Regulation)全面管理。這是歐盟目前為止最重要、涵蓋電池全生命週期的法規,且已於2023年8月17日生效,正逐步取代舊的2006/66/EC電池指令。

歐盟對電巴牽引電池與乘用車電池規範採相同處理原則,都強調循環經濟、二次生命的應用與高效回收。歐盟法規鼓勵電池在電巴使用壽命結束退役後,優先再利用,例如轉為固定式儲能系統或備用電源等等。

美國電巴,尤其是電動校車與城市公車所用的鋰離子電池退役(end-of-life),目前並沒有聯邦層級頒發的強制性規範,但受到多項環境與危險廢棄物法規的約束。例如美國環保署(EPA)已將退役鋰電池視為可能具有危險性的廢棄物,主因包括鋰電池內部電解液易燃以及可能發生熱失控導致起火等。

具體來看,目前美國對電巴鋰電池退役規範以安全管理與鼓勵回收為主,尚未做到如歐盟「強制回收率+生產者付費」的階段;但隨電巴數量快速增加,聯邦與州層級目前都在加速立法,預計兩年內會看到更完整的規範出現。

再看日本的做法,政府與自動車業界正討論大型蓄電池,包含電巴、商用車的更完整EPR制度,預計參考歐盟電池規則;未來也可能導入回收率的強制目標、碳足跡申報與第二人生優先順位等要求。

隨著電巴導入加速,2030年左右將迎來第一波大量退役,因此日本對電巴鋰電池的退役,目前是以自動車再生利用法+業界共同回收系統為主,強制性與安全性已相當完善,但尚未像歐盟那樣有明確的法定回收率或全面EPR等制度。

所謂他山之石可以攻錯,期待國內產官學研可以共同努力,建構出電巴用鋰電池的退役規範,為推動綠色運輸和維護乘客安全預先做好妥善規劃,避免事到臨頭再倉促立法,恐怕就來不及了。

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